2.9.2 Види розрядів в газах

Розряди поділяються відповідно до провідності на самостійні і несамостійні.

До несамостійного розряду відноситься тихий розряд.

Самостійні розряди: тліючий, дуговий, коронний і іскровий.

Тліючий розряд характерний тим, що газ починає світитися, колір світла залежить від сорту молекул, при цьому тиск до 10^-1 мм рт. стовпчика (0,01-0,1 мм Hg).

Для дугового розряду характерна особливість – велика сила струму, висока температура і висока ступінь іонізації молекул, а напруга невисока. Дуже інтенсивно відбувається лавинне наростання кількості носіїв, в результаті самі електроди бомбардуються частинками і руйнуються (Т=5000-6000С).

Коронний розряд відбувається в неоднорідному середовищі при високих напруженостях електричного поля в окремих ділянках середовища (близько 10⁶ В/м).

Іскровий розряд характеризується високим значенням напруженості електричного поля, що викликає перехід молекул або атомів в збуджений настільки стан, що газ світиться білим світлом. Цей стан характеризується тим, що із атомів при іонізації вириваються внутрішні електрони, які утворюють лавину. Після перектриття лавин виникає канал з висогою провідністю – стример, по якому потужний потік електронів прямує від катоду до аноду (пробій).

2.10 Плазма та її застосування

Плазма – це частково або повністю іонізований газ. Цей газ має колектив об’єднаних в єдину систему іонів – позитивно і негативно заряджених, і електронів.

В низькотемпературній плазмі концентрація іонів невисока; така плазма є характерною для газонаповнених балонів з низьким тиском.

Високотемпературна плазма складається із позитивно заряджених ядер, іонів і електронів, температура яких досягає десятки мільйонів градусів. Прикладом є плазма на Сонці, плазма, при протіканні термоядерних реакцій.

Параметри плазми поділяються на зовнішні і внутрішні.

До зовнішніх відносяться конструктивні параметри, - довжина, тиск, напруга, сила струму, що протікає в газорозрядній трубці.

Внутрішні параметри: температура плазми Т, потенціал іонізації , концентрація носіїв плазми n.

Застосування плазми:

• світлотехнічна промисловість (освітлювальні лампи);

• електронна техніка (лазери, електронні лампи);

• термоядерні реакції;

• технологічні процеси (зварювання, напилення покриттів).

2.11 Катодні та анодні промені та їх властивості

Катодні промені – це потік електронів, що виходять із катода і забезпечують протікання електричного струму в вакуумі або у відкачених до низького тиску скляних посудинах.

Властивості:

1. Викликають свічення мішеней, які ними бомбардуються.

2. Відхиляються в електричних і магнітних полнях.

3. Здійснюють механічну дію на мішені і теплову дію.

Застосування:

• технології;

• телевізійні трубки;

• для дослідження матеріалів в електронних мікроскопах.

Анодні промені – це потоки іонів, що вилітають із анода при бомбардуванні потоками високоенергетичних частинок.

Застосовуються в мікроелектроніці, для створення інтегральних мікросхем.

2.12 Контактна різниця потенціалів. Закони Вольти

Якщо два різних метали дотикаються, між ними виникає контактна різниця потенціалів , яка залежить від роботи виходу матеріалів, концентрації електронів в І і ІІ матеріалах.

Зовнішня контактна різниця потенціалів визначається як:

,

де А₁, А₂ – робота виходу, е – заряд електрона.

Закони Вольти:

1. Контактна різниця потенціалів двох металів залежить від їх природи і температури.

2. Контактна різниця потенціалів між кінцями кола, що складається з послідовно з’єднаних провідників, які перебувають при однаковій температурі, не залежать від хімічного складу проміжних провідників.